26-02-2014_18-06-33 / ЛЕКЦИЯ 6
.pdf
В песках уклоны кривых депрессий составляют 0,02-0,006, а в суглинках 0,1-0,05.
Водозаборные сооружения. Для водоснабжения и водопонижения чаще всего используют колодцы и буровые скважины. Принцип их работы практически одинаковый. Движение подземных вод в период откачки происходит в форме радиального потока.
Колодцы и траншеи, дно которых достигает водоупоров, называют совершенными; если дно выше волоупора, то несовершенными (рис. 69). Уровень воды до откачки называют статическим,
апониженный в процессе откачки уровень – динамическим. Приток воды (дебит) к совершенному колодцу определяют по
формуле Дюпюи.
Рис. 69. Водозаборные колодцы совершенного (а)
инесовершенного (б) вида
Внесовершенный колодец вода поступает через его стенки и дно. Это усложняет расчет притока. Дебит таких колодцев меньше дебита совершенных колодцев. Расход рассчитывают по формуле Дюпюи, в интерпретации Паркера. Максимальный дебит колодца бывает лишь в том случае, если соседние колодцы удалены от него на расстоянии не менее двух радиусов влияния.
23
Поглощающий колодец (скважина, шурф) предназначен для приема сточных вод или пополнения запасов в нем воды.
При поглощении воды вокруг колодца возникнет воронка поглощения аналогично депрессионной с выпуклостью вниз (рис. 70).
Дебит поглощающих колодцев также определяют по известным формулам Дюпюи.
Рис. 70. Поглощающие колодцы для сброса воды:
а – в грунтовые и б – в межпластовые воды; R – радиус воронки поглощения
Траншеи (канавы) для понижения уровня грунтовых вод (рис. 71) могут быть совершенного и несовершенного вида с притоком воды к ним из одной или с двух сторон.
Рис. 71. Горизонтальные дрены:
а– открытая канава; б – закрытая канава; 1 – дренажная труба; 2 – фильтрующий материал; 3 – слой глинистого грунта для
предохранения фильтрующего материала от атмосферной воды
24
Дренажные траншеи могут быть открытые и закрытые. Открытые траншеи глубиной менее 2,5 м называют канавами. Вода сбрасывается по уложенным в траншеях трубам (рис. 72).
Дренажные канавы эффективны лишь при расстояние между ними меньше 2R, с пересечением кривых депрессионных воронок.
Рис. 72. Дренажные траншеи:
а – открытые; б – закрытые
Водопонижеие уровней грунтовых вод на строительных площадях может быть достигнуто такими типами дренажей:
•самотеком поды с помощью подземных галерей в глубине склона, перерезающих водоносные слои (рис. 73);
•принудительной откачкой открытым способом насосом, установленным за его пределами (рис.74) или закрытым способом установками (ЛИУ) в виде системы иглофильтров (рис. 75), которые устанавливают вокруг котлованов или вдоль траншей и присоединяют к всасывающему коллектору;
•отводом воды по горизонтали или вертикали;
•откачкой воды .
25
Рис. 73. Подземная водосборная галерея:
1 – галерея, 2 – поток грунтовой воды, 3 – водоносный грунт; 4 – возможное оползневое тело; 5 – водоупор
Рис. 74. Открытый водоотлив из котлована:
1 – приямок (зумпф) с фильтром; 2 – насос; 3 – водоупор
26
Рис. 75. Осушение котлована иглофильтрами:
1 – строительный котлован; 2 – иглофильтры; 3 – водоупор; H – уровень подземной воды; S – понижение уровня воды
С помощью ЛИУ понижают уровень воды на 4,5 м (одним ярусом) в песках с Кф от 1 – 2 до 40 – 50 м/сут. При глубоком водононижении применяют 2 или 3 яруса установок. Для осушения мелких и пылеватых песков или супесей с Кф = 0,01 – 1,0 м/сут применяют эжекторные иглофильтры, создавая вакуум в водонасыщенном грунте, улучшая водоотдачу и усиливая эффект водопонижения.
Отвод воды от котлована можно осуществлять по горизонтали дренажными траншеями, и по вертикали колодцами и буровыми скважинами. Горизонтальные дренажные траншеи заглубляются в водоносные слои и бывают открытыми и закрытыми.
Системы дренажей. На защищаемых от подтопления территориях применяют следующие схемы дренажей: однолинейную,
двухлинейную, многолинейную, кольцевую и комбинирован-
ную с отводом воды за счет самотека.
Линейная схема в виде головного дренажа используется для перехвата потока грунтовой воды выше объекта (рис. 76).
27
Рис. 76. Головной дренаж (план и разрез участка):
1 – направление потока воды; 2 – головная дрена; 3 – смотровые колодцы; 4 – пониженный уровень воды; 5 – здания
Береговой дренаж. Однолинейная схема — это одиночная протяженная дрена, расположенная вдоль одной из границ защищаемой территории. Головная дрена перехватывает поток грунтовой коды от водораздела и располагается вдоль верхней границы защищаемой территории. Береговая дрена (рис. 77) у нижней границы вдоль берега водоема служит для перехвата грунтовых вод со стороны водораздела. Воды со стороны берега может перехватывать и головная дрена. Береговой дренаж в виде двухлинейной схемы обеспечивается двумя линейными дренами. Первая из двух дрен выполняет роль береговой, а вторая – головной дрены (рис. 78).
Кольцевой дренаж защищает от подтопления подвальные помещения отдельных зданий или небольшие участки, а также используется для борьбы с подтоплением отдельных сооружений с глубокими фундаментами путем перехвата воды по контуру участка. Дренаж выполняют в виде кольца (см. рис. 78), полукольца П- или Г- образной формы. Сброс вод осуществляю самотеком при малом заглублении или насосной станцией при большом.
28
Рис. 77. Береговой дренаж (план и разрез участка):
1 – береговая дрена; 2 – пониженный уровень воды; 3 – здание
Рис. 78. Кольцевой дренаж (план и разрез участка):
1 – дрены; 2 – смотровые колодцы; 3 – сбросная часть дренажа; 4 – пониженный уровень воды; 5 – здания
Систематический дренаж в виде многолинейной схемы применяют при малой мощности водоносного слоя для равномерного и длительного осушения значительных территорий. В зависимости от геологического строения территории этот дренаж может быть горизонтальным или вертикальным (рис. 79 и 80).
29
Рис. 79. Систематический дренаж горизонтального типа:
а – план; б – разрез; 1 – дрены; 2 – дренажный коллектор; 3 – смотровой колодец; 4 – пониженный уровень; 5 – кварталы
города; 6 – сброс воды
Пластовые дренажи являются точечной системой и служат для защиты отдельных зданий и дорог от возможного подтопления при подъеме уровня грунтовых вод. По контуру сооружений укладывается дренажный слой из песка (или гравия) с дренажной трубой (рис. 81).
Комбинированная схема дренажа включает линейные дренажи для всей территории и системы в виде кольцевого дренажа у значительно заглубленного здания.
30
Рис. 80. Систематический дренаж вертикального тала:
а – план; б – разрез; 1 – поглощающие скважины; 2 – кварталы города; 5 – пониженный уровень
Рис. 81. Пластовый дренаж:
1 – дрены; 2 – смотровые колодцы, 3 – сброс воды; 4 – дренажные трубы; 5 – крупный песок; 6 – грунт основания; 7 – фундамент
31
5.6. Режим и запасы подземных вод
Режим подземных вод – это изменение во времени их уровня, химического состава, температуры и расхода. Ненарушенный (естественный) режим формируется под влиянием метеорологических, гидрологических и геологических факторов.
Сезонные колебания уровня воды вызывают осадки и изменения температуры в течение года. Наибольшие колебания приходятся на периоды весеннего снеготаяния (весенний максимум) и осенних дождей (осенний максимум). Самый низкий уровень отмечается в конце лета – в начале осени и в конце зимы (рис. 82). Разность между наивысшим и наинизшим горизонтами подземных вод назы-
вают максимальной амплитудой колебания уровня.
Рис. 82. Схема годового цикла сезонных колебаний уровня грунтовых вод:
1 – весенний максимум; 2 – осенний максимум; А – максимальная амплитуда колебаний уровня
32